Pulvimetalurgia

Trabajo 1:

procesos sav

Tema : Metalurgia de los polvos

Profesor : Sr. José Emilio López Silva

Asignatura : Procesos sin arranque de viruta

Integrantes : Javier Troncoso Ibarra

Pedro Zapata Muñoz

Fecha Entrega : 15 de Mayo de 2012

CONCEPCIÓN - CHILE

2012

IEMPyMI

1 Metalurgia de los polvos

INDICE

Introducción ............................................................................................ 2 Resumen ................................................................................................. 3 Proceso de Pulvimetalurgia .................................................................... 4 Principios................................................................................................. 5 Proceso ................................................................................................... 6 Característica de los polvos .................................................................... 8

Mezcla ............................................................................................... 9 Compactado ....................................................................................10

La sinterización .....................................................................................12 Importancia de los procesos de Pulvimetalurgia ..................................15 Operaciones de acabado - Aplicaciones ..............................................17 Producción y caracterización de los polvos ..........................................19 Métodos para producir polvos ..............................................................20 Conclusión ............................................................................................23 Bibliografía ............................................................................................24

IEMPyMI


INTRODUCCION

Sin duda que el metal, si no es uno de los materiales más usados en la

industria, pues pega en el palo. Y es que dentro de las múltiples formas para

trabajar este material, puede ser a través de la metalurgia de los polvos, o como

comúnmente se le llama, el proceso de Pulvimetalurgia; que es uno de los más

conocidos dentro de la gama de formas para trabajar el metal. A grandes rasgos

es el uso de polvos metálicos para la fabricación de piezas de determinada índole.

Es por ello que al remontarse al preludio del uso de esta técnica se debe

remontar a varios centenares de años atrás, pero no fue sino apenas en el siglo

pasado qué, por causas o acción de los avances tecnológicos de aquella época de

II Guerra Mundial, la Pulvimetalurgia sufrió un proceso de auge.

Desde ese momento y por acción derivada de los continuos avances, la

calidad y la utilidad de piezas metálicas hoy por hoy, su industria va en crecimiento

rápidamente en comparación a otros procesos de manufactura de piezas

metálicas. Es por ello que en este informe se dará a énfasis al proceso como tal,

desde sus inicios, e interpelando el “por qué” utilizar esta técnica y sus productos

basados en piezas hechas con tecnología de polvos de metal. A la vez el mostrar

estas piezas y su uso cotidiano no deja de ser menos importante.

IEMPyMI


RESUMEN

El proceso de Pulvimetalurgia es un proceso de conformación metálica,

ejemplo de ello son la forja o el moldeo. Lo positivo y más rescatable de este

proceso es el control de exactitud dimensional que presentan las piezas.

Este proceso abarca desde las etapas de obtención de los polvos metálicos

hasta las piezas terminadas, es decir, producción de polvos, mezcla, compactado,

sintetizado, acabado.

Una vez ya obtenido los polvos metálicos el proceso se acota en tres partes

esenciales:

La mezcla: Se deben mezclar los polvos metálicos con sus

respectivos aditivos, esto dependerá del tipo de propiedades que se

les quieran conferir. Es importante lograr una homogeneidad en los

componentes

El Compactado: Es decir, se compacta la mezcla y finalmente se

obtiene una forma y tamaño estipulado para la pieza. Lo importante a

destacar es que se requiere de cohesión de los componentes para

seguir con la próxima etapa.

El sintetizado: Quiere decir que las piezas son dirigidas al horno con

una temperatura controlada y sabida para el proceso, generalmente

no debe exceder el punto de fundición de metal base. En esta fase,

los enlaces entre cada átomo, se vuelven más fuertes entre sí; desde

un enlace mecánico a enlace metalúrgico, confiriéndole así

propiedades de resistencia.

Acabado: Es simplemente dejar la pieza a punto con sus tolerancias

requeridas y que se pueda desarrollar con un óptimo desempeño de

sus capacidades.

IEMPyMI


PROCESO DE PULVIMETALURGIA

Este proceso consiste en prensar una cantidad determinada y estudiada de

polvos metálicos para darle alguna forma específica, el proceso de prensado se

logra por medio de prensas similares a la de procesos cotidianos de forjado. Por

otro lado los polvos deben ser sometidos a un tratamiento térmico en un horno

antes del proceso de prensado. Se busca con esto sintetizar la cantidad de polvos

y crean una unión de sus moléculas.

En un primer momento se le confirieron trabajos menores como la

formación de alambres muy duros y resistentes para trabajarlos. Pero a través de

tiempo se le ha ido dando más énfasis en sus propiedades por lo que hoy por hoy

es común para la fabricación de piezas pequeñas, ya que se puede fabricar ciertos

materiales que por otros medios resultaría tedioso y casi imposible. Los puntos de

fusión de los metales son 3000°C para el Tungsteno, en cambio en Titanio trabaja

a 2996°C y el Molibdeno a 2620°C, lo cual se concluye que son muy difíciles de

trabajar.

Este proceso es una forma eficaz y practica de refinar y fabricar piezas de

metales como los mencionados anteriormente. Son muy utilizados en la industria

eléctrica derivado de que es posible en él la combinación de materiales metales y

no metales, y aunque su precio es alto; es preferible pagar un costo por los

beneficios entregados por este tipo de proceso.

IEMPyMI


PRINCIPIOS

Toma polvos metálicos con ciertas características como tamaño del grano,

forma y empaquetadura del mismo, para luego poder moldear una figura de alta

dureza y precisión. Los pasos que logran el éxito de una pieza va desde la

compactación del polvo y la consiguiente unión termal de sus partículas por

sintonización.

Un “pro” que tiene este proceso entre los muchos que se enumeraran en un

futuro, es que se basa en unas operaciones automáticas. Con ello se puedes

desglosar muchos aspectos positivos como, alto uso de los materiales, bajo costo,

consumo de energía operacional bajo, y además al ser un proceso automático no

hay fatiga del operario a cargo ya que la maquina es la que hace el proceso. Esto

lo hace un proceso valorable para toda industria ya que tiene un alto índice de

productividad, bajo consumo energético y ato consumo en las materias primas.

Otro aspecto muy valorable es que el área se mantiene en constante evolución lo

que radica en su actualización continua de los procesos y materiales nuevos, todo

ello conjuga en que es posible que entregue un amplio espectro de nuevos

materiales, microestructuras y propiedades nuevas.

Imagen 1.- Ilustración proceso de triturado para la obtención de polvos.

IEMPyMI


PROCESO

Todo el proceso de la industria de la metalurgia de los polvos tiene su

origen con los procesos por el cual se fabrican los polvos metálicos. Existe una

gran gama de procesos que conducen a la producción de polvos para metales.

Entre los más comunes y de los cuales la producción de polvos se lleva la gran

mayoría, están:

Reducción a Estado Sólido

O Solid State Reduction, este es el proceso más común que se utiliza en la

industria de metalurgia de los polvos, para la producción de polvo de hierro. Esta

es la materia prima para cualquier producto en este tipo de proceso; posterior a

ello es aplastada, mezclada con carbón y pasada a un horno continuo donde

reacciona. Ipso facto este proceso deja una especie de torta esponjada de hierro,

que después se aplasta nuevamente, con ello se consigue separar los materiales

no metálicos y posteriormente se pasa el producto en un tamiz para separar el

polvo (clasificar). Debido a la ausencia de refinación, la pureza que pueda tener el

polvo dependerá simplemente del tipo de materia prima ocupada. En este mismo

proceso puede ser ocupado para la fabricación de polvo de cobre.

Electrólisis

Escogiendo las condiciones apropiadas-

posición y fuerza del electrólito, corriente,

densidad, temperatura, entre otros; muchos

metales pueden sufrir el cabio de estado y

transformarse en polvos metálicos. Este tipo de

proceso, puede requerir para su éxito, otros

procesos alternativos para lograr propiedades

deseadas. Generalmente es común dársele

como material base el polvo de cobre, pero

también es posible usar cromo y manganeso.

Lo que es realmente destacable en este

proceso son la alta pureza y la alta densidad

alcanzada por los polvos.

IEMPyMI


Atomización

En este tipo de proceso, el metal fundido es

separado por medio de pequeñas goteras que

posteriormente son congeladas de forma muy rápida,

esto para buscar que entren en contacto entre ellas o

con una superficie sólida.

El principal método para desintegrar es a

través de una delgada corriente de metal es

someterla al impacto por golpes de gas (aire,

nitrógeno, argón) o liquido (agua) y así variando

parámetros del proceso se puede controlar el tipo y

tamaño de partículas.

Imagen 2.- Aparato utilizado para el secado de las

partículas de polvos por proceso de atomización.

En principio la técnica es aplicable para todos los metales que se puedan

fundir pero es comercialmente utilizada para la producción de polvos de Hierro,

Cobre, Aceros, Bronce, Aluminio, Plomo y Zinc.

Además de estos tres procesos, hay varios que están obteniendo una

creciente aceptación, debido a sus aplicaciones. Los Procesos de Electrodo

Rotatorio y Trituración Mecánica son ejemplos representativos de estos

métodos.

El primero de Electrodo Rotatorio tiene la gran ventaja de que se puede

ejecutar en envases cerrados, con atmósfera controlada e inclusive en el vacío,

con esto se obtiene un polvo muy puro y limpio, además permite trabajar con

metales altamente reactivos.

El Proceso de Trituración Mecánica tiene gran aplicabilidad en la

producción de polvos extremadamente finos. Esto se alcanza con la pulverización

mecánica en un molino de bolas. Para este proceso se acostumbra utilizar como

materia prima metales que ya hayan sido pulverizados.

La finura de los polvos producidos por este método, le ha representado un

incremento en su uso sobre todo para la fabricación de polvos finos para el

moldeo por inyección (Método nuevo de la metalurgia de polvos).

IEMPyMI


CARACTERISTICA DE LOS POLVOS

Los futuros procesos y el resultado final alcanzado después del sinterizado

están altamente ligados con las características del polvo tales como: tamaño de

las partículas, forma de las partículas, estructura y condición de la superficie. Una

de las propiedades más importantes de los polvos es la Densidad Aparente; esto

se debe a que la dureza alcanzada en el compactado depende directamente de la

Densidad Aparente. A su vez esta característica depende de la forma y de la

porosidad promedio de las partículas.

Una vez se tiene el polvo empieza el proceso de fabricación de la pieza

deseada. Este proceso está compuesto por básicamente tres etapas - la mezcla,

el compactado y la sinterización. Cada una de estas etapas contribuye en las

características finales de la pieza.

IEMPyMI


La mezcla

En esta etapa de mezclado se debe alcanzar una homogeneidad de los

materiales que conformaran la pieza, posteriormente se añade algún lubricante

que busca como función esencial reducir los índices de fricciones entre el polvo

metálico y las superficies de las herramientas que se utilizan en el proceso.

El lubricante debe ser vertido en la etapa de compactación con el fin de

conseguir una densidad uniforme en todo el compactado. El reducir la fricción

entre los componentes es importante ya que ayuda a la eyección de el en el

compactado, así se evita que se formen grietas. Es importante considerar la

elección del lubricante que se utilizara, debido que una mala elección puede ser

significado de malos efectos que resulten perjudicial en dureza en el material

durante el compactado.

Por otra parte si se aumenta la cantidad de mezclado o sobre mezclar el

material, puede resultar perjudicial para la densidad aparente y reducir la dureza

del material a priori el sintetizado

IEMPyMI


El Compactado

La mezcla es introducida en un molde de acero o carburo rígido y

presionado para obtener la forma deseada. La presión a la cual se somete la

mezcla durante esta etapa es de 150-900 MPa. La mezcla debe ser presionada lo

suficiente para que soporte la fuerza de la eyección del molde y que pueda ser

movida antes del sinterizado. El compactado es una etapa muy importante ya que

la forma y las propiedades mecánicas finales de la pieza están fuertemente

relacionadas con la densidad al presionar. Debido a que los polvos metálicos bajo

presión no se comportan como líquidos, la presión no es transmitida

uniformemente por el molde y hay virtualmente cero flujo lateral. Por esto, la

obtención de buenas densidades en la pieza depende en un alto grado de el

diseño de la herramienta que aplica la presión. Las siguientes son consideraciones

que se deben tener al diseñar una herramienta para el compactado.

• Relación entre longitud y ancho. La presión aplicada y por ende la

densidad decrece a lo largo de la pieza. La compactación de doble lado (se aplica

presión por los dos lados de la mezcla) mejora la distribución de la presión pero

sigue dejando una región en la mitad de la pieza con menos densidad. Por esto

relaciones entre largo y ancho de piezas superiores a 3:1 no son recomendadas.

• Cambios bruscos en las secciones se deben omitir, debido que producen

más estrés, lo que puede llevar a fracturas en la pieza.

• La complejidad en la forma de la pieza y el número de operaciones de

presión que se necesitan entran en juego para la velocidad en que se puede

fabricar una pieza. Prensa hidráulica utilizada para hacer la operación del

compactado.

• La fricción entre los granos del polvo y las paredes del molde reduce

progresivamente la transmisión de presión y por lo tanto la densidad obtenida a lo

largo de la pieza. Estos efectos se pueden minimizar con la ayuda de buenos

lubricantes.

• La curva de densidad vs. Presión aplicada sigue una relación hiperbólica.

Por esta relación se debe buscar la presión a la que la densidad es óptima ya que

una mayor presión presentaría un efecto negativo en la densidad.

El compactado del polvo a temperaturas normales y sin un ambiente

controlado es muy útil, por su bajo costo, para la fabricación de muchas piezas; sin

embargo tiene grandes limitantes en materia de la densidad del compactado. Por

esta razón se han desarrollados varios métodos que mejoran esta y otras

propiedades del compactado.

IEMPyMI


Compactado semi-caliente (warm compaction)

Este tipo de compactación permite aumentar la densidad del compactado

de manera favorable con un costo extra muy bajo. Este método utiliza todo el

procedimiento convencional de conformado por polvos. Lo único que requiere es

que al proceso, ósea molde con mezcla y toda herramienta utilizada sea calentada

a una temperatura de entre los 1300°C a 1500°C. Es por ello que una forma de

bajar la fricción y el porcentaje en peso de la mezcla es con un lubricante.

Con este método se aumenta la resistencia en un 10% en cambio al

proceso normal.

Presionado en caliente (sinterización a presión)

Se utiliza a temperaturas elevadas ya que a altas temperaturas hacen que

los metales sean más blandos y así se compactan de manera más fácil a una

densidad mayor sin la necesidad de subir la presión. Generalmente

posteriormente a la sinterización a presión se recomienda un sintetizado normal de

la pieza ya que aumenta las propiedades existentes de la pieza. Una desventaja

es su elevado costo por lo que su demanda es baja.

Es requerido el uso de moldes especiales para su utilización, una atmosfera

controlada. Es usada para la producción de metales duros y herramientas de corte

hechas con diamante.

IEMPyMI


LA SINTETIZACIÓN

Esta etapa de sintetizado es esencial para el proceso de Pulvimetalurgia,

pues es en la sinterización en donde las piezas adquieren propiedades tales como

fuerza y/o resistencia para la función predeterminada a la que fueron fabricadas.

Este término tiene literalmente la siguiente definición:

“Es el tratamiento térmico de un polvo compactado a una temperatura

inferior a la temperatura de fusión de la base que tiene la mezcla. Busca

esencialmente de incrementar valores de fuerza y resistencias de la pieza creando

enlaces moleculares fuertes”

Para describir este proceso sin basarse en la parte técnica y química, solo

queda por decir que ocurre una difusión atómica de las partículas y las partes que

son unidas en el proceso de compactación que se fortalecen y crecen hata forman

una pieza homogénea.

Al hacer un proceso de re-cristalización se busca que la porosidad en el

material decrezca. Se logra con una atmosfera controlada y a temperaturas de

entre 60% y 90% de la temperatura de fusión.

Se debe llevar por ende un control sobre el tiempo de calentamiento,

temperatura y atmosfera para obtener resultados que son requeridos. Una

herramienta necesaria para lograr una buena temperatura o más bien un buen

proceso de sinterización es por medio de un horno eléctrico, y con ello se

incrementa la resistencia de las piezas.

Las atmósferas controladas son una parte esencial en casi cualquier proceso de

sinterización ya que previenen la oxidación y otras reacciones que no conviene al

proceso. Algunas de las atmósferas más usadas son las compuestas con

hidrógeno seco o con hidrocarburos sometidos parcialmente a la combustión. Ya

si se requieren usos más especiales y que puedan soportar el incremento en el

costo de la atmósfera se pueden utilizar las llamadas atmósferas sintéticas.

Debido a que son producidas mezclando cuidadosamente Nitrógeno con

Hidrógeno y con gas de hidrocarburos para la sinterización de aceros. Estos tipos

de atmósferas tienen las ventajas de ser mucho más limpias, tener mayor

adherencia al material sinterizado y un nivel muy bajo de vapor de agua.

Hay diferentes tipos de sinterizado que se pueden aplicar según sea el caso, ya

sea que se requiere bajar costo, aumentar propiedades de la pieza, trabajar con

un material especial, etc.

IEMPyMI


Temperaturas de sintetizado

Materiales Temperatura (°C)

Hierro/Acero 1100 – 1300

Aleaciones de aluminio 590 – 620

Cobre 750 – 1000

Latón 850 – 950

Bronce 740 - 780

Metales duros 1200 - 1600

Sintetizado-Endurecimiento

Se hace el tratamiento térmico del sintetizado y después se somete a una

baja rápida de temperatura. Esto es posible gracias a los avances tecnológicos

que se han logrado en los hornos para sintetizarlos que permiten descender la

temperatura hasta de 500°C/seg. El resultado de esta operación en las piezas de

acero es una estructura homogénea martensitica. Además de este excelente

resultado también se obtienen tolerancias dimensionales muy precisas. Estas dos

propiedades adquiridas durante el proceso de Sinterización-Endurecimiento

permiten al proceso pasar de largo varios procesos a posteriori la sinterización.

Sinterización en vacío

Este tipo de sintetizado es un tipo especial de proceso con una atmosfera

controlada y desde el punto de vista científico es mejor que las otras. Una de las

dificultades es mantener el proceso de “vacío” en el sistema, es por ello que al

hablar de sintetizado al vacío es un supuesto ya que es una utopía haciendo casi

imposible el automatizar elevando los costos. Este proceso es estándar para

algunas aplicaciones especiales y raras que demandan trabajo en vacío. Es usada

para el tratamiento de aceros y metales de alta aleación.

IEMPyMI


Como ya se mencionó anteriormente, en algunos casos es necesario hacer

operaciones post-sintetizado ya sea por perdida o aumento de tolerancias

dimensionales o porque el uso de la pieza requiere un tratamiento adicional.

Algunas de estas operaciones post-sintetizado son:

Re-compactado: Tiene que ver con que las piezas sufren cambios

dimensionales en el sintetizado. Para contrarrestar este efecto

negativo y en algunos casos para incrementar la densidad de la

pieza, es por ello que se utiliza el Re-Compactado.

Como su nombre lo dice, consta de volver a compactar la pieza, ello

radica en devolver sus dimensiones iniciales y aumentando la

densidad aunque muy ínfimo.

En algunos casos también se puede utilizar el Re-Compactado en

caliente, dándole así mas densidad lo que mejora sus propiedades

mecánicas, aunque el problema radica en que el control en las

dimensiones no es buena.

Infiltración: Este es un método para mejorar la resistencia de

materiales porosos que consisten en llenar los poros que queden con

algún metal líquido que tenga un punto de fusión menor al metal. No

necesita ejercer presión en los poros, y son usadas en piezas

ferrosas.

Este método también es utilizado para producir materiales compuestos

con propiedades eléctricas especiales como Tungsteno/Cobre y

Molibdeno/Plata.

Impregnación: Este término es análogo al de infiltración pero en vez

de llenar los poros con materiales metálicos se utilizan materiales

orgánicos.

IEMPyMI


IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS DE PULVIMETALURGIA

Esta versatilidad para aplicar diferentes tratamientos a las piezas que salen

del proceso de Pulvimetalurgia le da una gran ventaja a este método de

fabricación de piezas. Aunque el uso de la Pulvimetalurgia tiene su mayor uso con

metales comunes, también tiene aplicaciones con otros tipos de materiales.

Los metales refractarios, metales con alta temperatura de fusión, son muy

difíciles de producir llevándolos a la temperatura de fusión y luego moldeándolos.

Algunos de estos metales son el Tungsteno, el Molibdeno, y el Tantalio. Un polvo

compactado y sintetizado con una densidad relativa menor al 90% puede ser

deformado mecánicamente a altas temperaturas pero manejables. Esto hace que

se le pueda dar un orientación deseada a las micro-estructuras convirtiéndolo en

un material denso con una ductilidad hasta en una temperatura ambiente. Esta

propiedad solo es alcanzable por el método de la metalurgia de polvos.

Los Materiales compuestos también pueden ser fabricados por el método

de la metalurgia de polvos. Algunos materiales compuestos fabricados y

conformados por estos métodos son:

Materiales para contacto eléctrico tales como Cobre / Tungsteno, Plata /

Óxido de Cadmio.

Metales duros, usados para herramientas de corte y forjado de metales.

Estos incluyen Níquel, Níquel-Cromo, Cromo-Níquel; en general aleaciones

a base de Níquel y aceros complejos.

Herramientas de corte especial hechas de diamante dispersado en una

matriz metálica.

IEMPyMI


Las partes estructurales (o mecánicas) son por mucho el grupo más grande

de materiales fabricados por este método. Este tipo de piezas se conforman por

hierro pero además están combinadas homogéneamente con Cobre, latón,

aluminio. También se pueden mecanizar piezas hechas con materiales más raros

como el titanio o berilio. En general estas piezas es difícil que posean propiedades

mejores que las piezas fabricadas por otros procesos metalúrgicos. Sin embargo

estas piezas fabricadas por procesos de Pulvimetalurgia cumplen la función de los

requerimientos para los cuales están hechas.

Tienen la gran ventaja de tener mejores tolerancias dimensionales que piezas

fabricadas por forjado pero en la mayoría de los casos son preferidas sobre todo

por su bajo costo de producción.

Debido al crecimiento exponencial de esta industria se han dado avances

importantes en el proceso que obligan a replantear la resistencia de las piezas

fabricadas por Pulvimetalurgia. Estos cambios han hecho posible la fabricación de

partes con la Pulvimetalurgia con propiedades iguales o en muchos casos

superiores a las piezas fabricadas por los métodos tradicionales.

IEMPyMI


OPERACIONES DE ACABADO

Acuñado

Es un prensado posterior al sintetizado para reducir las tolerancias

dimensionales de la pieza y obtener un mejor acabado superficial. Si existe una

deformación platica muy grande, se habla de la forja pulvimetalurgica.

Impregnado

Sirve principalmente para poder penetrar directamente en la red porosa del

material. Bien es el caso que puede ocurrir con aceite, con los cojinetes; o bien

con metal fundido cuando se desee una calidad no porosa del material.

APLICACIONES DEL PROCESO DE PULVIMETALURGIA

APLICACIONES EJEMPLOS DE USO

Abrasivos Ruedas pulidoras metálicas, equipos de molienda

Agricultura Cobertores de semillas, equipos de jardín y agricultura

Aeroespacial Motores de jet, escudos de calor, boquillas de turbina

Automóviles Válvulas, engranes, varillas

Químicos Colorantes, filtros, catalíticos

Construcción Techado de asfalto, calafatear

Eléctrico Contactos, conectores

Electrónico Tintas, paquetes micro electrónicos, lavatorios de calor

Hardware candados, herramientas, herramientas de corte

Tratamiento de calor Calderas, termo cúpulas, bandejas de correo

Industrial Absorción de sonido, herramientas de corte

Uniones Soldadores, electrodos, llenado de soldadura

Lubricación Grasas

Magnético Relays, imanes, núcleos

Manufactura Moldes, herramientas, rodamientos

IEMPyMI


APLICACIONES EJEMPLOS DE USO

Medicina/dental Implantes de cadera, fórceps, amalgamas

Metalúrgico Recubrimiento metálico, aleación

Nuclear Escudos, filtros, reflectores

Equipos de oficina Copiadores, cámaras, fotocopiadores

Artillería Fusiles, munición, penetradores

Personal Vitaminas, cosméticos, jabones, lápices

Petroquímico Catalíticos, brocas

Plásticos Herramientas, moldes, llenadores, cemento, superficies de desgaste

Imprenta Tintas, laminantes

Pirotécnicos Explosivos, combustibles, colorantes, bengalas

IEMPyMI


Producción y caracterización de polvos

El tamaño, forma y distribución de los polvos afectan las características de

las piezas que se deben producir, por lo que es preciso tener un cuidado especial

en la forma en la que se mecanizan los polvos. Tienen especiales características

en:

1. Forma: tiene relevancia en la génesis del polvo, y forma del mismo que

dependerá en la forma que se produjo el polvo. Puede ser esférica,

quebrada, dendrítica, plana o angular.

2. Finura: la finura se refiere al tamaño de la partícula, y se mide por medio

de tamiz o mallas normalizadas, las que consisten en mallas normalizadas,

las que se encuentran en 36 y 850 micras.

3. Distribución del tamaño de partículas: Enfatiza en las cantidades de los

tamaños de las partículas que participan en la composición de una pieza

fabricada a base de polvo de metales. Su influencia radica en la fluidez y

densidad de las partículas y porosidad final del producto.

4. Fluidez: Es una propiedad que permite fluir fácilmente de una parte a otra.

O de un molde a otro.

También es posible rescatar de este proceso de Pulvimetalurgia

propiedades químicas en el proceso. Esto puede yacer en la compresibilidad, en

la cual se da la relación entre volumen inicial del polvo utilizado y el volumen final

de la pieza ya comprimida.

IEMPyMI


Métodos para producir polvos

Todos los metales pueden producirse en forma de polvo, pero es importante

destacar que obviamente todos no cumplen la misma función, esto ya sea por las

características al momento de conformación o por algún aditivo. Los dos metales

más utilizados a la hora de fabricar el polvo para el proceso de Pulvimetalurgia es

el cobre y hierro.

Aunque a través del tiempo han ido ocupándose variantes del cobre como

el bronce que se usan para cojinetes poroso, además del latón para pequeñas

piezas.

Existen diversas formas de producir polvos metalúrgicos que dependerán

de las características que se les quiera conferir, ya sea de la forma física o

química en los metales que se utilizaran.

Con maquinado en el polvo es posible producir partículas gruesas y se

usan principalmente para producir polvos de magnesio.

Con triturado se logra triturar el material con molinos rotatorios de rodillos y

por estampados rompiendo así los metales. Por este modo los materiales

que son frágiles son reducidos a partículas irregulares de cualquier grado

de finura.

IEMPyMI


VENTAJAS Y CARACTERISTICAS

Son muchas las aplicaciones que la Pulvimetalurgia ocupa actualmente en el

mercado; uno de los factores positivos a su gran auge se basa en la

especialización e investigación en los procesos. Por lo que los polvos en

conclusión han quedado como una valiosa herramienta en el desarrollo de los

materiales para la industria.

Las principales ventajas y/o oportunidades que ofrecen estos productos son:

Exactitud de la composición química final de la pieza: Esta queda

garantizada, por el hecho de que las segregaciones y la volatilización de

algún componente en el proceso es casi imposible.

.Exclusión de impurezas: Si se parte de metales puros en polvo no existe

ninguna necesidad de que el cuerpo cargue impurezas procedentes de

hornos o crisoles en el calentado de los polvos. En caso de quedar algún

índice de impureza seria ínfimo.

Exactitud en las dimensiones de la pieza acabada: Las dimensiones

finales de los productos una vez ya hechos, se acercan muy estrechamente

a los resultados deseados.

Fabricación económica: Tiene relevancia con la pérdida casi nula de

material en la fabricación de este mediante los procesos ya vistos.

Temperatura de obtención relativamente baja: En muchos casos la

cantidad de energía utilizada en el calentamiento es menor y se puede por

ende utilizar hornos de baja temperatura, los que a la larga tienen menor

desgaste y de fabricación sencilla.

Utilización de atmosferas protectoras: Cuya función radicará en tener un

ambiente controlado del proceso.

Economía en moldes: que son tan necesarios para la fundición, y por

ende se ahorra la mano de obra.

IEMPyMI


Frente a todas las ventajas anteriores, cabe señalar como todo proceso

desventajas, las cuales pueden enumerarse en:

Elevadas presiones de prensado: Va por el lado económico y costo del

proceso, puesto que se requieren prensas hidráulicas enormes que son

carísimas. Esto es, o se ve limitado a la fabricación de piezas de grandes

dimensiones.

La irregular transmisión de la presión en el polvo metálico: Las piezas

prensadas no están prensadas de una forma regular. Pero cabe destacar

que algo muy importante es la distribución final de la presión, por lo que es

la razón de que se puede prensar exclusivamente cuerpos de tamaño

limitado.

El elevado volumen del polvo: Se debe contar con una proporción de

compresión 3:1, de lo cual el volumen interior que debe tener el molde

deber ser mayor que el del cuerpo que se obtiene.

El dominio y control de la distribución del tamaño de grano: Lo que

determina el precio del polvo metálico.

El coste de por si elevado de los polvos metálicos.

Las dificultades de la fabricación de piezas moldeadas más complejas.

Las piezas asimétricas se deforman fácilmente durante.

IEMPyMI


CONCLUSION

La Pulvimetalurgia es un método que se debe tener en cuenta para

la fabricación de muchas piezas que normalmente utiliza la industria. Un

hecho muy claro de las características positivas de este proceso son las

propiedades mecánicas que alcanza el proceso, muchas veces es casi

imposible alcanzar por otros métodos de fabricación. Consigo este proceso

trae beneficios económicos así como también el funcionamiento de la

máquina que utilice la pieza fabricada por este método. Es un proceso que

va en constante evolución, por lo que a mayoría de que los conocimientos

vayan en aumento, los procesos anteriores quedaran obsoletos, pero en

cambio aparecerán nuevas aplicaciones de la pulvimetalurgica. La

demanda en estos materiales es cada vez mayor, así como también las

nuevas aleaciones, lo que será hincapié para que esta tecnología sea de

mayor auge en la industria.

Históricamente las aleaciones eran preparadas mezclando

materiales fundidos, por lo que la pulvimetalurgica llego a cambiar el

proceso normal de conformado de material, además de añadirle

características especiales.

In situ es un proceso que surgió por la necesidad tecnológica,

además es un proceso en variadas y muchas veces económico

dependiendo del tipo de piezas, ya que existe una diversidad de procesos y

equipos, que aprovechan al máximo los materiales o polvos utilizados, y

que por ende resultan de fácil aplicación y fabricación.

IEMPyMI


BIBLIOGRAFIA

En la web:

http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/pulvimet.pdf

PULVIMETALURGIA – KAMBRY

http://kambry.es/Apuntes%20Web/Pulvimetalurgia.pdf

http://www.sitenordeste.com/mecanica/pulvimetalurgia.htm

UNI EIBAR-ERMUA

http://www.iesunibhi.com/ikasleak/FileStorage/view/alumnos/PULVIMET

ALURGIA.pdf

METACTUAL

http://metalactual.com/revista/14/Pulvimetalurgia.pdf

REVISTA DE CIENCIA, TENCOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE,

Moldeo por inyección de metales, estado actual.

Universidad Alfonso X El Sabio. Madrid, España

http://www.uax.es/publicaciones/archivos/TECTIN05_003.pdf

http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/pulvimet.pdf

http://kambry.es/Apuntes%20Web/Pulvimetalurgia.pdf

http://www.sitenordeste.com/mecanica/pulvimetalurgia.htm

http://www.iesunibhi.com/ikasleak/FileStorage/view/alumnos/PULVIMETALURGIA.pdf

http://www.iesunibhi.com/ikasleak/FileStorage/view/alumnos/PULVIMETALURGIA.pdf

http://metalactual.com/revista/14/Pulvimetalurgia.pdf

http://www.uax.es/publicaciones/archivos/TECTIN05_003.pdf

Pulvimetalurgia

Documents

Transcript of Pulvimetalurgia